Garsas, kurio temperatūra yra tūkstančiai laipsnių. Sonoluminescencija medicinoje: diagnostikos prietaisas ir skalpelis

Tūkstančiai laipsnių

Igoris Ivanovas

  • Garsas sukurtas švytėjimas
  • Dar kartą eksperimentuokite ir eksperimentuokite!
  • Ekstra klasės laboratorija chemikui ir medžiagų mokslininkui
  • Sonoluminescencija medicinoje: diagnostikos prietaisas ir skalpelis
  • "Mes negalime numatyti …"

Sonoluminescencija medicinoje: diagnostikos prietaisas ir skalpelis

Galiausiai artimoje ateityje sonoluminescencija taip pat gali būti naudojama medicinoje. Šiuolaikinė medicina jau priėmė daugybę XX a. Fizikos atradimų. Lazerinė mikrokirurgija, rezonansinė branduolinė tomografija, elementariųjų dalelių detektorių pritaikymas fluorografijai, piktybinių navikų gydymas su didelės energijos protonų spinduliais – visa tai jau yra gydytojų arsenale.

Beveik tikrai šiame sąraše yra vieta ir sonoluminescencija. Iš principo sonoluminescencija jau yra naudojama kaip kavitacijos vizualizavimo metodas, taip pat ir medicinos tikslams. Pavyzdžiui, žinoma, kad kavitacija yra svarbus veiksnys, lemiantis dirbtinių organų degradaciją, patiriančią impulsines mechanines apkrovas. 2003 m. Mokslininkai iš Tokijo universiteto sugebėjo naudoti sonoluminescenciją, kad vizualizuotų labiausiai cavitationally pažeidžiamas dirbtinės širdies zonas (pdf, 1 Mb).

Tačiau tiesioginis sonoluminescencijos naudojimas atrodo labiausiai perspektyvus. viduje kūno. Iš tikrųjų, gydytojo požiūriu, šis procesas yra ne chirurginis, nejonizuojantis, lengvai kontroliuojamas ir potencialiai labai tikslus būdas įtakoti gyvojo organizmo interjerą: galų gale burbulo dydis yra milimetro dalis, o ekspozicijos trukmė gali būti milisekundės dalis. Neabejotina, kad sėkmingas aplinkybių sutapimas yra tai, kad daugiausia gyvieji organizmai susideda iš vandens: galų gale vandenyje labiausiai šviesi sonoluminescencinė šviesa.

Galite įsivaizduoti, kaip tai padaryti diagnostika (tomografija) ir terapinis somaluminescencijos poveikis kūnui. Minkštųjų permatomų audinių tomografijai ultragarsinė banga turėtų būti nukreipta į norimą minkštųjų audinių tašką, sukuriant švytinčią kavitacijos burbuliuką. Jutiklis registruoja šį liuminescenciją, analizuoja jo spektrą ir atrenka atskiras spinduliavimo linijas, tokiu būdu atliekant cheminę analizę tam tikro gyvojo organizmo taško.

Gyvo pelės fotografija esant opiam diapazonui (a) ir "sonaluminescencinės šviesos spinduliuose" (b).Vaistas, švirkščiamas po oda kryžminėje vietoje, skleidžiamas į minkštųjų audinių viršutinę pelės kūno dalį. Sklaidos zona yra aiškiai matoma fotografijoje (b) (vaizdas iš www.iop.org)

Reikia pabrėžti, kad moksliniai tyrimai šioje srityje jau prasidėjo. 1998 m. Fizikininkai iš Teksaso universiteto K. Sheng ir L. Wang eksperimentiniu būdu pirmą kartą įrodė, kad sonoluminescencinė tomografija tikrai leidžia jums "pažvelgti" į minkštas pusiau permatomas medžiagas. 2002 m. Grupė Kinijos ir Japonijos mokslininkų sėkmingai išbandė šį metodą gyvais pelėmis. Tyrimų metu gauti vaizdai leido ne tik pamatyti pelę "sonoluminescencine šviesa", bet ir patikimai atpažinti atskirus minkštus audinius (kepenų, raumenų, riebalinio audinio), taip pat stebėti įpurškusios medžiagos pasiskirstymą, didinantį sonoluminescencinį švytėjimą. Autoriai pabrėžia, kad visos pelės sėkmingai patyrė eksperimentą.

Su gydomuoju poveikiu sonoluminescencija vaidins "taškas skalpelis", Ir daug labiau universalus nei šiuo metu naudojamas" ultragarsinis pjoviklis ".Sonoluminescencija gali ne tik nurodyti piktybinius navikus, bet taip pat atlikti chemines reakcijas tam tikroje kūno vietoje. Gana tikėtina, kad ateities klinikoje pacientas gaus preparatą, kuriame yra nanokapsulių (pavyzdžiui, anglies nanovamzdelių) su bioaktyviais reagentais, kurie yra saugūs organizmui "uždaroje" būsenoje. Vaistas absorbuojamas per kūną, sonoluminescencija atveria kapsules tam tikrame kūno temperatūroje ir chemiškai reaguoja tam tikrą laiką.

Žinoma, biologiškai žalingi sonoluminescencinio poveikio aspektai yra akivaizdūs, nuo mechaninių ir terminių trukdžių organizme iki laisvųjų radikalų susidarymo. Žinoma, reikės išsamiai išnagrinėti, ar jos gali būti sumažintos iki priimtino lygio. Tačiau naujos galimos medicinos priemonės fizinės charakteristikos yra tokios įspūdingos, kad artimiausiais metais daugelis darbų, matyt, bus skirti tokių metodų kūrimui.


Like this post? Please share to your friends:
Tūkstančiai laipsnių ">
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: